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钟表与计时工具:重新定义时间

摘要:钟表与计时工具:重新定义时间,下面是粉丝网小编收集整理的内容,希望对大家有帮助!

长久以来,我们的时间感一直由行星运动定义。早在知晓地球绕轴自转和绕日公转之前,我们就在谈论“天”和“年”。月亮的圆缺给了我们“月”的概念,太阳的升落给了我们“正午”的概念,但依然没能逃离计时的困境。滴漏,沙漏等工具,由于误差极大,计时单位也不一致,人类几乎不可能发展出精细的计时概念。

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为了打破这个局面,历史上不断有人试图设计出更准确的计时器。这当中,惠更斯发现的钟摆定律和基于钟摆定律发明的摆钟,无疑于为人类寻找“更准确的计时器”的历史进程跨出了一大步。【粉丝网】#2023年文殊菩萨生日哪一天#

其实,摆钟的48361463发明并非偶然43353968。欧洲人很早就开始用各种各样的47470632机械装置来实现“机械动作的6788606853888347时性”,以此来实现精密计时。15世纪,欧洲就出现了7588519899289328早的16627306机械钟。#李通#这种机械钟通过擒纵装置的摇摆动作,按照一定的频率开关钟表的主传动链,使指标“停-动”相间并以一定的49424799平均速度转动,从而指示准确的67478894时间。#骁龙处理器#这种擒纵装置的使用是人类计时器上的一大进步,直到现在,它仍然是钟表中必不可少的确保等时性的装置。

然而,对于一个精密的计时器而言,光有擒纵装置是远远不够的,其动力来源也要有精确的等时性。

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51832674早的87114341机械钟利用重锤下坠的44575929力量带动齿轮,齿轮再带动指针走动。这有74556291一个明显的77822251缺点:即利用重锤驱动的29491883钟,只能高高地14021396架在30663869塔上,很不实用。此外,重锤提供的51944576驱动力在30195603维持主要机械部分运转的38746022同时,也是4137785推动横摆摆动的唯一力量,而这个推力要经过3614293数重机械结构,最40487505终传递到横摆以后,误差已经积累得非常大了97453986,因此走时很不准确。

16世纪时,欧洲又80322369出现了73025366以弹簧为动力的3092406钟。#乐毅是什么人?诸葛亮为什么要自比乐毅?#它也59316641并不完美,因为弹簧的77154494蓄能是有83923587限的19173956,蓄积的44273531势能也2547679不能保证能够匀速释放,所6527932328239128以弹簧钟虽然不那么笨重,却依然21465705没能解决“走时不准确”的问题。直到17世纪,“钟摆的39565562等时性”终于79846414被人发现。

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cs,最46065776早注意到这个现象的9788831911822462意大利科学家伽利略。根据文献记载,1582年,不到20岁的10017691伽利略在43429340比萨大教堂里听讲道时意外地72048562发现,只要风一吹,天花板上的74256689一个吊灯就会来回摆动。#辽宁鞍山出什么玉石品种(鞍山的岫岩玉值钱吗)#尽管吊灯摆动的5922190幅度越来越小,但78094427往返一次所7492311864304370需要的8097247时间似乎都一样。伽利略回到家用绳子吊起一个东西,来研究它的55646490摆动规律。结果发现,每当绳子的45227762长度发生改变,摆动的55183869周期就不一样了49206463。但3078721157048314679926261026000吊东西的重量和91534717摆动角度的56670480大小跟摆动周期无关,这就是86826622著名的38576959“摆的7087348167144021时性原理”。

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但伽利略的“摆的等时性原理”是存在问题的,比如摆动角度会影响摆的周期。荷兰科学家惠更斯发现,只有在摆动角度比较小的情况下,“摆的等时性原理”才成立。惠更斯就是在仔细研究了这些问题后,才设计出了严格等时的摆钟结构。#人生鸡汤#后来,他又把重力摆引入到机械钟上,并在1656年发明了更为精准的摆钟,每周大约只有一分钟的误差。

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90582939惠更斯摆钟的28769630基本结构中,钟的67674018机械动力仍由重锤提供,但74938993擒纵器的35906760摆动频率由单摆控制。一个与擒纵器心轴连在57885847一起的L形杆伸向69341994单摆,L形杆的41067622杆头分叉,刚好卡住刚性的85947591摆棍,单摆摆动时带动L形杆转动,从而把摆动的75322547频率传递给擒纵器。

而摆钟的1173655优越性在5443975410746202,单摆的62594699频率与47569750推动它的88356338初始力量无关,而只与24127088重力和77580808摆长有1189856关,这样守时机构就真的84177419不再受到动力机构的10448369干扰了3405484。之后,惠更斯又84783747发明了2463187一种游丝—摆轮装置。游丝是77916474一个螺旋形的11627162弹簧,连在84356488摆轮上,当摆轮向一个方向87241836转动,使游丝发生形变,产生一个力拉动摆轮回转,在36877176转过33162085平衡位置后,游丝再一次发生形变,又75105469产生一个反向6677029398329171力,重新把摆轮拉回来。这样就能维持一种能够周期性的19882734震动,像横摆、单摆一样,用来控制擒纵器的24035866频率。这样一来,摆钟的11224232走时就很精确了,惠更斯刚发明出的38402196摆钟在57006891几个星期内的64799814误差只有4615793几分钟。

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此外,游丝—摆轮与14999581单摆一样都独立于31620545动力机构,其频率不受其他52732205机械部分影响,而利用游丝—摆轮制成的35262037钟表相对于34382942摆钟的65897992优点主要在2240126834299844不依靠重力,因此只要设计合理,那么其在67617506移动中仍可准确走时,也34418771就意味着65062247相对更加便于69676606携带。

惠更斯用钟摆确定擒纵装置的频率,并让机械钟内部的64320059螺旋弹簧完成向67757996游丝的62313197进化,这是16557467人类历史上计时器第一次能够长时间地27688712精确报时。

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最开始,计时器只是修道院的专属,但很快,精确的报时对科学研究和人类社会的意义开始凸显出来。在随后到来的71391362工业革命中,惠更斯发明的86646665摆钟提供了48427440工业革命时代计时器的16082353解决方案,堪称整个工业革命的38800941催化剂。

而在36175403计时工具领域,惠更斯的83042354摆钟机械结构决定了24828121其报时准确性和5728958其移动与22356341否没有17127064关系,这也90254616使得基于惠更斯原理的18218969航海时钟被发明出来,并有50801706力地87719632助推了11805140西方国家的35418515海外开拓历史。

如今,机械钟表中普遍使用的21965400游丝,就是惠更斯在19972295螺旋弹簧的72026009基础上研究出来的75385099。同时,时钟仍在33284671继续前进,这种计时精度将如21567829何改变现在68912689及未来的45600165经济,只有67566297时间才能给出答案。

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